Aine eesmärk on anda ülevaade:
- digitaalloogika komponentidest protsessoris;
- protsessori funktsioneerimise põhimõtetest ja erinevatest arhitektuuridest;
- arvuti erinevatest mälu seadmetest;
- ja selgitada, kuidas on organiseeritud andmevahetus mikroarvutis eri komponentide vahel;
- sisend/väljund-seadmetest ja nende funktsioneerimise põhimõtetest;
- spetsiaalsete digitaalseadmete realiseerimise võimalustest, kasutades kaasaegseid tehnoloogiaid;
- riistvara paralleelsusest ja veakindluse põhimõistetest.

The aim of this course is to provide an overview:
- of the digital logic components in a processor;
- of the principles of processor functioning and different architectures;
- of the different memory devices in a computer;
- and explain how data exchange is organized between different components in a microcomputer;
- of input/output devices and the principles of their functioning;
- of the possibilities of implementing special digital devices using modern technologies;
- of hardware parallelism and the basic concepts of fault tolerance.

Aine edukalt läbinud üliõpilane:
- koostab ja kasutab iseseisvalt loogikaskeeme;
- võrdleb erinevaid protsessorite arhitektuure;
- defineerib ja klassifitseerib erinevaid arvuti mäluseadmeid;
- analüüsib andmevahetust mikroarvutis;
- teab erinevaid sisend/väljund-seadmeid;
- kirjeldab arvuti riistvara realiseerimise võimalusi erinevates kasutusvaldkondades;
- kirjeldab arvuti paralleelsuse ja veakindluse aluseid.

A student who has successfully completed the subject:
- creates and independently uses logic diagrams;
- compares different processor architectures;
- defines and classifies different computer memory devices;
- analyses data exchange in a microcomputer;
- knows different input/output devices;
- describes the possibilities of implementing computer hardware in different areas of use;
- describes the basics of computer parallelism and fault tolerance.

Arvutite põlvkonnad ja tehnoloogia areng. Transistor loogika, CMOS tehnoloogia. Digitaalloogika ventiilid ja kasutus, kahe muutuja funktsioonid, tõeväärtustabel, loogika funktsioon, loogika skeem. Protsessori komponendid: kombinatsioonskeemid ja järjestikskeemid. Protsessor: käsu täitmise tsükkel, struktuur, erinevad arhitektuurid. Arvuti mälu: klassifikatsioon, hierarhia, tehnoloogiad, mälu organiseerimine. Käsustik ja adresseerimine: käsuformaadid, käsusüsteem, adresseerimise viisid, virtuaalmälu. Mikroarvuti riistvara: arhitektuur, siinid, andmevahetus, mikroarvuti teised komponendid, arvuti jõudluse suurendamine. Sisend/väljund seadmed: klaviatuur, printerid, kuvarid, puuteekraanid, hiir, skänner, analoog liides, toiteplokk ja katkematu toide. Seadmete juhtimise realiseerimine arvutustehnikaga. Spetsiaalne riistvara: realiseerimine, kasutusvaldkonnad. Arvuti algseadistus: BIOS ja UEFI. Arvutite paralleelsus ja Flynn’i taksonoomia. Arvutite veakindlus: füüsilised rikked, riistvara testimine, hästi testitav riistvara, veakindlad koodid.

Computer generations and technological development. Transistor logic, CMOS technology. Digital logic gates and applications, binary functions, truth table, logic function, logic diagram. Processor components: combinational circuits and sequential circuits. Processor: instruction execution cycle, structure, different architectures. Computer memory: classification, hierarchy, technologies, memory organization. Instruction and addressing: instruction formats, instruction system, addressing methods, virtual memory. Microcomputer hardware: architecture, buses, data exchange, other components of microcomputers, increasing computer performance. Input/output devices: keyboard, printers, displays, touch screens, mouse, scanner, analog interface, power supply and uninterruptible power supply. Realization of device control with computing. Special hardware: implementation, areas of use. Initial computer setup: BIOS and UEFI. Parallelism of computers and Flynn's taxonomy. Computer fault tolerance: physical failures, hardware testing, well-testable hardware, fault-tolerant codes

Ainet on võimalik läbida nii jooksva hindamisega kui ka eksamiga. Jooksev hindamine sisaldab kahte eksami arvestuslikku kontrolltööd (EAKTd), üks semestri keskel ja teine lõpus. Kumbagi EAKTd saab sooritada ühe korra semestri jooksul. Lõpphinde saamiseks tuleb kas kontrolltöödest või eksamilt saada kokku vähemalt 51 punkti. Eksami kui ka lõpphinde saamise eeldus on koguda praktikumides minimaalselt 11 punkti maksimaalsest 20st. Kõik praktikumi punktid üle 11 loetakse boonuspunktideks ja lisatakse lõpptulemusele.

The course can be passed both by continuous assessment and by examination. Continuous assessment includes two exam-based tests (EAKTs), one in the middle of the semester and the other at the end. Each EAKT can be taken once during the semester. To obtain a final grade, a total of at least 51 points must be obtained from either the tests or the exam. The prerequisite for attending the exam and retrieveing the final grade is to collect a minimum of 11 points out of a maximum of 20 in the practicals. All points in the practicals above 11 are considered bonus points and are added to the final grade.

Iseseisev töö seisneb loengu materjalide läbitöötamises ja praktikumideks valmistumises.

Independent work consists of reviewing lecture materials and preparing for practical classes.

Põhiõpik:
Teet Evartson, Arvutitehnika riistvara,TTÜ kirjastus, 2013
Täiendav kirjandus:
Alan Clements, Printciples of Computer Hardware, Fourth edition, Oxford University Press, 2006.

-